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臥式螺旋卸料沉降離心機(下稱“臥螺離心機”)自1954年出現(xiàn)后，由于它具有單機處理能力大、操作方便、能連續(xù)自動操作、勞動強度低、占地面積少以及維護費用低等優(yōu)點，得到了迅速發(fā)展，廣泛應用于石油、化工、冶金、醫(yī)藥、食品、輕工等部門。由于懸浮液的沉降、沉渣的輸送和脫水都在轉鼓中完成，因此轉鼓部件是臥螺離心機的主要部件。因臥螺離心機轉鼓結構較復雜，用傳統(tǒng)的強度設計計算方法，對轉鼓各部位的應力往往得不到正確的估價從而影響離心機轉鼓使用的安全性，并且按此算法設計的離心機轉鼓系相關尺寸有較大富裕，造成材料的浪費，是很不經濟的。采用有限元分析設計轉鼓是解決這個問題的有效手段，它不受幾何形狀的限制，可以直接對轉鼓整體的各部分進行詳細計算，使設計者對整個轉鼓各部分的應力狀態(tài)非常了解，為工程技術人員能夠迅速、準確地分析、預測臥螺離心機的動力學特性，具有重要實際工程價值。
臥螺離心機的主要構件有轉鼓、螺旋輸送器、差速器、過載保護裝置和泄渣裝置等。機殼內的轉鼓和螺旋輸送器由兩個同心軸承相連接，轉鼓通過左軸承處的空心軸與行星差速器的外殼相連接，行星差速器的輸出軸帶動螺旋輸送器與轉鼓作同向轉動，但轉速不同。懸浮液從右端的中心進料管連續(xù)送入機內，經過螺旋輸送器內筒加料隔倉的進料孔進到轉鼓內。在離心力的作用下轉鼓內形成環(huán)形液池，重相固體粒子離心沉降到轉鼓內表面而形成沉渣，由于螺旋葉片與轉鼓的相對運動，沉渣被螺旋葉片推送到轉鼓的小端，送出液面并從排渣孔甩出。在轉鼓的大端蓋上開設有若干溢流孔澄清液便從此處流出，經機殼的排液室排出。通過調節(jié)溢流擋板溢流口位置、機器轉速、轉鼓與螺旋輸送器的差速、進料速度，就可以改變沉渣的含濕量和澄清液含固量。當過載或螺旋輸送器意外卡住時，保護裝置能自動斷開主電動機的電源停止進料防止事故發(fā)生。為了讓臥螺離心機有更高的分離能力，許多學者對臥螺離心機轉鼓的結構進行了研究。
日本研制了雙錐角臥螺離心機，雙錐角結構既能保證沉渣的輸送又能提高生產能力；丹麥進行了大長徑比臥螺離心機的理論與實踐研究，為大長徑比臥螺離心機的制造提供了理論基礎；Woon-FongLeung等在轉鼓錐段排出口附近的內筒上安裝流動控制結構，獲得了更干燥的濾渣；日本TetsuoOhinata等開發(fā)了直筒壓榨式臥螺離心機，這種新型的臥螺離心機采用直筒式圓筒，實現(xiàn)了在含濕率最低的位置即緊貼轉鼓壁的位置排出沉渣，并且通過特殊的壓榨結構，使含濕率進一步降低，提高了分離效率，達到了最大的分離效果。對臥螺離心機轉鼓強度的分析，由于其結構的特點，使得適合分析復雜結構的有限元分析方法得到了廣泛應用。從1983年起，英國BS767“工業(yè)及商業(yè)用過濾式離心機和沉降式離心機”標準就明確指出，對于旋轉轉鼓的應力分析，最合適的方法是有限元分析方法。
為探求合理的設計計算方法，我國從20世紀80年代起，也開始將有限元法用于離心機轉鼓的應力分析。為了讓臥螺離心機有更高的分離能力，許多學者對臥螺離心機轉鼓的結構進行了研究。日本SourokuSuzuki研制了雙錐角臥螺離心機，雙錐角結構既能保證沉渣的輸送又能提高生產能力；丹麥NielsFl.Madsen進行了大長徑比臥螺離心機的理論與實踐研究，為大長徑比臥螺離心機的制造提供了理論基礎；Woon-FongLeung等在轉鼓錐段排出口附近的內筒上安裝流動控制結構，獲得了更干燥的濾渣；日本TetsuoOhinata等開發(fā)了直筒壓榨式臥螺離心機，這種新型的臥螺離心機采用直筒式圓筒，實現(xiàn)了在含濕率最低的位置即緊貼轉鼓壁的位置排出沉渣，并且通過特殊的壓榨結構，使含濕率進一步降低，提高了分離效率，達到了最大的分離效果。對臥螺離心機轉鼓強度分析，由于其結構的特點，使得適合分析復雜結構的有限元分析方法得到了廣泛應用。從1983年起，英國BS767“工業(yè)及商業(yè)用過濾式離心機和沉降式離心機”標準就明確指出，對于旋轉轉鼓的應力分析，最合適的方法是有限元分析方法。為探求合理的設計計算方法，我國從20世紀80年代起，也開始將有限元法用于離心機轉鼓的應力分析。
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